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源头立异处理“卡脖子”技能难题
发布时间:2022-02-12 17:00:39 来源:环球体育代理

  在习新时代我国特色社会主义思维指引下新时代新作为新篇章

  一名工科教师翻越效果工业化“四座大山”的启示

  习总书记在福建调查时着重,咱们国家进入科技开展榜首方阵要靠立异,一味跟跑是行不通的,有必要加快科技自立自强脚步。要坚持立异在现代化建设大局中的中心位置,把立异作为一项国策,活跃鼓舞支撑立异。立异不问“身世”,只需谁能为国家作贡献就支撑谁。北京工业大学有这样一位教师,他从根底研讨的源头进行立异,霸占了工业机器人的“卡脖子”技能难题,并将论文效果成功完成工业化,为千万科研人员在新时代建功立业供给了可资学习的范本。

  “从根底研讨到效果工业化,至少要翻越理论验证、中试、资金投入、世界商场竞争四座大山。”清华大学河北中试基地负责人曹建国说,“对科研人员来说,每一座大山都困难重重,能成功者百里挑一。”

  但张跃明翻越了这四座大山。他从源头立异的工业机器人RV减速器技能打破了日本的独占,并以此技能协作在北京亦庄开发区和河北石家庄建厂,每年能够出产世界上最顶尖的工业机器人RV减速器8万套,产品求过于供。

  此前很长时间里,张跃明一向是校园里一名默默无闻的工科教师,他32岁从清华大学博士结业,成为北工大的榜首批博士后,但到了50岁,还因论文没有他人发得多而评不上教授。

  工业机器人的RV减速器,对制作业来说,相当于手机、电脑的芯片,其中心技能和全球90%的商场一向被日本独占。其时国产机器人运用的RV减速器许多从日本进口,我国制作业要转型晋级,有必要要处理这个“卡脖子”的技能难题。

  记者初见张跃明,是在北京亦庄经济技能开发区的一个工业园里,车间的出产机床还在不断滚动,机器宣布巨大的轰鸣声,当天他带记者观赏了这个已出资两亿多元的出产厂区。

  “出产厂区便是我的实验室,这些RV减速器样品都是依据咱们自主研制的原创技能出产出来的。亦庄厂区的出产规划已完成年产3万台。”噪音喧闹,张跃明指着展现台上一堆闪闪发光的轴承大声说。

  记者在现场看到的检测陈述显现,这些国产RV减速器产品在精度坚持性和运用寿命等多个目标功能上,比日本最先进的产品还要好。

  “减速器是工业机器人的中心功用部件。打个比方,把工业机器人当成人的手臂来看,减速器就相当于手臂的关节,这个关节首要决议了工业机器人手臂摇摆的精度,运用时间长后其磨损会影响工业机器人的运用寿命。世界上高精度机器人传动多选用RV减速器,一台工业机器人的腿部、腰部和肘部,需求4到6台RV减速器,减速器占到工业机器人总成本的30%以上。”张跃明介绍。

  “国产RV减速器的质量跟日本产品存在距离,首要是精度坚持性不可;还简单磨损,影响运用寿命,大多只供中、低端工业机器人运用。更无法的是,日本企业出售给ABB、发那科等四大机器人公司的减速器价格是给我国企业价格的一半乃至更低;国内厂商拿货还要被逼承受3至6个月的绵长等候供货期。”张跃明告知记者,“我现在的首要作业,便是要打破日本人的独占,助力国产工业机器人走向高端商场,助力我国制作业转型晋级。”

  1997年,32岁的张跃明从清华大学精密仪器与机械学系博士结业,进入北京工业大学做博士后,长时间从事机械规划及理论的根底研讨。

  “说起来很羞愧,我尽管是北工大的榜首批博士后,但我个人的科研爱好一向在出产一线,帮企业处理实际问题。所以发论文相对比较少。”张跃明说。

  张跃明的论文发得少,但他的实践运用效果并不少。比方,张跃明跟北一机床协作,联合开宣布了数控机床中心功用部件,彻底代替了日本进口,并一向运用于北一大隈机床厂的多个类型的数控加工中心产品,这也为张跃明做工业机器人的RV减速器打下了杰出的根底。他从中遭到启示:“我国机械制作的许多问题不是资料和工艺的问题,而是短少源头立异。”

  “机械产品与其他高科技产品相同,包含丰厚的科学规则,只要提醒其内涵的运动规则和科学原理,才干制作出高品质的产品。”张跃明告知记者。

  党的十八大以来,我国科技体制变革继续深化推动,国家加大了对根底研讨和“卡脖子”技能攻关的支撑力度,张跃明成了受益者。2015年,张跃明争夺到北京市科委的科研项目“RV减速器工业化开发”,拿到200万元的科研经费,研制“机器人关节RV减速器制作工艺”技能。他花了1000多个日夜,树立了一个齿轮修形技能模型,处理了齿轮磨损问题,终究把握了“机器人关节RV减速器规划及制作工艺”中心技能。

  “这个技能是真实的源头立异。国内研制机器人RV减速器的人许多,大多数人是拷贝,但张跃明团队的技能是正向规划,从源头上立异,部分功能目标比日本人做得还好。”哈尔滨工业大学机器人研讨所所长、国家要点研制方案智能机器人要点专项专家组组长赵杰告知记者:“科技部将在十四五期间支撑该技能的工业化。”

  “我国制作业还有许多卡脖子技能,许多中心部件依靠进口,这些问题的处理,需求像RV减速器相同,从源头上进行根底理论立异。比方,高端机械产品运用的轴承,80%都靠进口。这导致国内机床公司大多不挣钱,乃至接连亏本,钱都让国外公司赚了。”张跃明说。

  《Mechanism and Machine Theory》(简称“MMT”)是世界组织学与机器科学联合会的尖端世界学术期刊,我国科研人员在这本SCI中心期刊上发论文一般需求半年以上,张跃明的论文一个月就取得宣布,同行评定专家点评:“这是近几年来罕见的好论文,来源于实践,主张出书期刊必定给予宣布。”

  “搞根底研讨的大学教授一般不会关怀工业转化问题,理论论文在世界期刊宣布后,就会被置之不理,许多人乃至是为了争夺项目和发论文而搞研讨,在对国家更有价值的科研效果转化中他们却成了缺席者。”曹建国说。

  “工业机器人RV减速器这篇论文宣布后,理论上尽管得到国内外同行的高度认可,但我的心里总是搁不下,这么多年,我写论文比较少,每一篇也都是为了服务实践。我其时的困难是科委的项目结题了,没有科研经费支撑了。我需求机床加工出样品来,以验证技能正确,然后才干工业转化。而买一台高端加工机床需求上千万元。”张跃明说,“这是一个悖论式的难题:我要完成效果的工业化,需求先验证理论,要先有样品,但企业一般要见到样品,才会投钱,所以这个效果放置了很长一段时间。”

  后来,一个偶尔的时机,让张跃明看到处理这个难题的曙光:有一家意大利的高端机床厂想到我国来开拓商场,他们的负责人正好与张跃明知道。张跃明跟他们谈协作,先让对方帮助把样品加工出来,这也正好验证他们机床的功能,对方赞同了。

  张跃明和他的团队终究去意大利把工业机器人的RV减速器样品加工出来,验证了他的理论效果彻底正确。样品送到国家的威望检测中心,在精度坚持性和运用寿命等多个目标功能上,比日本最先进的产品还要好。

  有了样品,张跃明完成了从根底理论到产品的腾跃,接下来他遇到第二座“大山”:中试环节。

  “许多科研人员走到这一步,就走不下去了。中试是一个绵长的进程,有的乃至要数年,所以出资者对中试缺少热心和动力,这是构成我国原始立异效果转化难的症结所在。”曹建国告知记者,“从清华大学多年来的科技效果转化数据来看,100个科技效果大约只要5个能构成终究产品。”曹建国说。

  人尽力,天帮助。这几年全球商场环境的改变帮了张跃明的大忙,石家庄一家做减速器的出产厂家自动找上门求协作。

  “咱们企业本来出产的减速器技能含量低,商场竞争剧烈,迫切需求新技能转型晋级。咱们做过商场调研,国产减速器做得欠好,最根本原因便是国产减速器根底理论没有立异,张跃明在理论与实践相结合方面做了许多作业,并且已做出了样品。”这家企业的董事长胡文石承受记者采访时说,“看到他的技能和样品,我的眼睛都亮了,这正是咱们要找的中心技能,所以咱们坚决果断花了3700万元买技能和协作,还花了八九千万元买国外的高端机床设备投入中试,由于一旦成功,咱们企业就能够完成从初级产品到世界顶尖产品的跨过晋级,商场前景宽广。”

  2017年10月20日,张跃明代表校园和石家庄的企业签订了合同,并协作在北京亦庄开发区出资2亿多元建厂,买了机床,用于国产机器人RV减速器工业化出产。

  张跃明团队的中试环节比较顺利,但很快他们就遇到了新的问题科技效果转化方针妨碍。

  “就科技效果转化而言,需求源头立异研讨者深度参加,才有或许完成转化。但不少高校、科研院所的办理还有待完善,一边喊支撑国家的工业晋级,一边把科技人员管死。”曹建国说。

  走运的是,校园后来非常支撑张跃明的技能效果转化。北京工业大学党委书记谢辉告知记者:“近年来,党中央、国务院出台了一系列关于科技办理的变革行动,校园也树立了一系列的配套方针,加强校园的科技效果转化。北京工业大学将科技效果转化成绩归入教师绩效、岗位、职称查核目标并进步赋值权重,张跃明等科研人员正是经过机器人RV减速器等科技效果转化成绩,成功提升教授职称。”

  缺少资金继续支撑扩展出产规划,是许多立异产品商场化难以翻越的第三座“大山”。

  走运的是,亦庄国投和京城控股给张跃明的团队抛来出资橄榄枝。现在,运用张跃明立异技能的石家庄新厂现已树立,年产规划5万套,RV减速器国产化之路正在敏捷铺开,我国企业正在大步向前追逐日本的独占企业。

  “能够预见,其产品会遭受日本企业降价镇压等一系列问题。这就需求扩展出产规划,下降成本,进步商场竞争力。”曹建国说。

  “张跃明团队对RV减速器的自主立异,完成了从根底研讨打破到工业化,非常可贵。这对迫使日本减速器价格下降,使国产机器人中心技能不再依靠进口,进步国产机器人商场竞争力,参加世界商场竞争都具有重要意义。”赵杰说。

  国家知识产权局知识产权开展研讨中心主任韩秀成以为:“构建杰出的立异创业生态环境,既要学习世界经历,也要有我国特色,需求科研人员、企业、高校、专利部分、金融组织、危险出资方等一起参加。科研人员重视源头立异,校园给予方针支撑开释科研人员的立异生机,危险出资方搞好中试,专利部分给予技能维护,金融出资组织给予资金支撑,企业来完成产品商场化,各方合力探究一条商场化途径,加快科技效果向实际出产力转化,带动整个国家的工业转型晋级。”韩秀成说,就现在的世界和国内大环境来说,全国上下团结一心,打好要害中心技能攻坚战,这一仗咱们有必要要打,也必定能打赢。

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